Mutations in the bone morphogenetic protein 15 gene causing defective protein secretion in Cholistani infertile sheep

Abstract Naturally occurring mutations in morphogenetic protein 15 (BMP15) are associated with decreased ovulation rate (OR), litter size (LS), and sterility. It is of a great interest to elucidate BMP15 gene in Cholistani sheep breed to uplift socio-economic status and the knowledge of Cholistani sheep breeding in Southern Punjab, Pakistan. In our study, a total of 50 infertile Cholistani sheep aged between 2-6 years and having no blood relation were screened for BMP15 mutations. For this purpose, a high-quality DNA was extracted from the blood of sheep followed by primer designing, Polymerase Chain Reaction (PCR) amplification, DNA sequencing, and in silico analyses. Out of total 50 samples, 9 samples including case 1 (T3), case 2 (T8), case 3 (T17), case 4 (T22), case 5 (T25), case 6 (T33), case 7 (T40), case 8 (T44), and case 9 (T47) were found positive for a variety of already reported and novel BMP15 mutations. Further in silico analyses of the observed mutations have shown the functional impact of these mutations on different characteristics (molecular weight, theoretical PI, estimated half-life, instability index, sub-cellular localization, and 3D confirmation) of the encoded proteins, possibly altering the normal functionality. In a nutshell, findings of this study have confirmed the possible essential role of the BMP15 mutations in the infertility of the Cholistani sheep.

Resumo Mutações de ocorrência natural na proteína morfogenética 15 (BMP15) estão associadas à diminuição da taxa de ovulação (TO), tamanho da ninhada (TN) e esterilidade. Estudar a BMP15 na raça Cholistani para elevar o status socioeconômico e o conhecimento da criação de ovinos Cholistani no sul de Punjab, Paquistão. Em nosso estudo, 50 ovelhas Cholistani inférteis sem parentesco sanguíneo foram rastreadas para mutações BMP15. Para tanto, um DNA de alta qualidade foi extraído do sangue dessas ovelhas, seguido de concepção do primer, amplificação da reação em cadeia da polimerase (PCR), sequenciamento de DNA e análises in silico. Do total de 50 amostras, 9, incluindo caso 1 (T3), caso 2 (T8), caso 3 (T17), caso 4 (T22), caso 5 (T25), caso 6 (T33), caso 7 (T40), caso 8 (T44) e caso 9 (T47), foram consideradas positivas para uma variedade de mutações BMP15 novas e já relatadas. Mais análises in silico das mutações observadas mostraram o impacto funcional dessas mutações em diferentes características (peso molecular, PI teórico, meia-vida estimada, índice de instabilidade, localização subcelular e confirmação 3D) das proteínas codificadas, possivelmente alterando a funcionalidade normal. Nossos achados confirmaram o possível papel essencial das mutações BMP15 na infertilidade de ovelhas Cholistani.

Mutations in the bone morphogenetic protein 15 gene causing defective protein secretion in Cholistani infertile sheep / Mutações no gene da proteína morfogenética óssea 15 causadoras de defeitos na secreção proteica em ovelhas inférteis Cholistani

Naturally occurring mutations in morphogenetic protein 15 (BMP15) are associated with decreased ovulation rate (OR), litter size (LS), and sterility. It is of a great interest to elucidate BMP15 gene in Cholistani sheep breed to uplift socio-economic status and the knowledge of Cholistani sheep breeding in Southern Punjab, Pakistan. In our study, a total of 50 infertile Cholistani sheep aged between 2-6 years and having no blood relation were screened for BMP15 mutations. For this purpose, a high-quality DNA was extracted from the blood of sheep followed by primer designing, Polymerase Chain Reaction (PCR) amplification, DNA sequencing, and in silico analyses. Out of total 50 samples, 9 samples including case 1 (T3), case 2 (T8), case 3 (T17), case 4 (T22), case 5 (T25), case 6 (T33), case 7 (T40), case 8 (T44), and case 9 (T47) were found positive for a variety of already reported and novel BMP15 mutations. Further in silico analyses of the observed mutations have shown the functional impact of these mutations on different characteristics (molecular weight, theoretical PI, estimated half-life, instability index, sub-cellular localization, and 3D confirmation) of the encoded proteins, possibly altering the normal functionality. In a nutshell, findings of this study have confirmed the possible essential role of the BMP15 mutations in the infertility of the Cholistani sheep.

Mutações de ocorrência natural na proteína morfogenética 15 (BMP15) estão associadas à diminuição da taxa de ovulação (TO), tamanho da ninhada (TN) e esterilidade. Estudar a BMP15 na raça Cholistani para elevar o status socioeconômico e o conhecimento da criação de ovinos Cholistani no sul de Punjab, Paquistão. Em nosso estudo, 50 ovelhas Cholistani inférteis sem parentesco sanguíneo foram rastreadas para mutações BMP15. Para tanto, um DNA de alta qualidade foi extraído do sangue dessas ovelhas, seguido de concepção do primer, amplificação da reação em cadeia da polimerase (PCR), sequenciamento de DNA e análises in silico. Do total de 50 amostras, 9, incluindo caso 1 (T3), caso 2 (T8), caso 3 (T17), caso 4 (T22), caso 5 (T25), caso 6 (T33), caso 7 (T40), caso 8 (T44) e caso 9 (T47), foram consideradas positivas para uma variedade de mutações BMP15 novas e já relatadas. Mais análises in silico das mutações observadas mostraram o impacto funcional dessas mutações em diferentes características (peso molecular, PI teórico, meia-vida estimada, índice de instabilidade, localização subcelular e confirmação 3D) das proteínas codificadas, possivelmente alterando a funcionalidade normal. Nossos achados confirmaram o possível papel essencial das mutações BMP15 na infertilidade de ovelhas Cholistani.

Molecular detection and prevalence of Rotavirus with acute gastroenteritis among the children of rural and urban areas / Detecção molecular e prevalência de rotavírus com gastroenterite aguda entre as crianças de áreas rurais e urbanas

Rotavirus is the main infective agent of acute gastroenteritis (AGE) in children under the age of five years and causing significant morbidity as well as mortality throughout the world. The study was carried out to detect the prevalence rate, genotypes strain and risk factors of Rotavirus among the children of rural and urban areas of district Bannu Khyber Pakhtunkhwa Pakistan. A total of 180 stool samples were collected from children under the age of 5 years from two major hospitals of Bannu from January to December (2015). The samples were analyzed by Reverse-transcriptase Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) for the detection of Rotavirus, positive samples were further processed for genotyping (G and P type) through specific PCR. Of the total, 41 (23%) samples were positive for Rotavirus. The most prevalent G genotypes found were: G3, G8, G9 (each 29%), followed by G10 (15%), and G11 (10%). Whereas the prevalent P genotypes were: P-8 (25%), P-4 and P-10 (each 20%), P-9 (15%), followed by P-6 and P-11 (each 10%). Moreover, Rotavirus infection was more prevalent in summer (23.73%) and winter (22.7%) than spring (20%) and autumn (21.4%). Rotavirus infection exhibited high frequency in June (14%), October (8%) and November (6%). It is concluded that Rotavirus is more prevalent in children and various genotypes (G and P) of Rotavirus are present in the study area. Lack of studies, awareness and rarer testing of Rotavirus are the principal reasons of virus prevalence in district Bannu, Pakistan.

O rotavírus é o principal agente infeccioso da gastroenterite aguda (AGE) em crianças menores de 5 anos e causa de morbidade e mortalidade significativas em todo o mundo. O estudo foi realizado para detectar a taxa de prevalência, cepa de genótipos e fatores de risco de rotavírus entre as crianças de áreas rurais e urbanas do distrito de Bannu Khyber Pakhtunkhwa, Paquistão. Um total de 180 amostras de fezes foi coletada de crianças menores de 5 anos de dois grandes hospitais de Bannu de janeiro a dezembro (2015). As amostras foram analisadas por reação em cadeia da polimerase transcriptase reversa (RT-PCR) para detecção de rotavírus; as amostras positivas foram posteriormente processadas para genotipagem (tipo G e P) através de PCR específica. Do total, 41 (23%) amostras foram positivas para rotavírus. Os genótipos G mais prevalentes encontrados foram: G3, G8, G9 (cada 29%), seguidos de G10 (15%) e G11 (10%). Considerando que os genótipos P prevalentes foram: P-8 (25%), P-4 e P-10 (cada 20%), P-9 (15%), seguido por P-6 e P-11 (cada 10%). Além disso, a infecção por rotavírus foi mais prevalente no verão (23,73%) e inverno (22,7%) do que na primavera (20%) e no outono (21,4%). A infecção por rotavírus apresentou alta frequência em junho (14%), outubro (8%) e novembro (6%). Conclui-se que o rotavírus é mais prevalente em crianças e vários genótipos (G e P) do rotavírus estão presentes na área de estudo. A falta de estudos, conhecimento e testes mais raros de rotavírus são as principais razões da prevalência do vírus no distrito de Bannu, Paquistão.

Molecular detection and prevalence of Rotavirus with acute gastroenteritis among the children of rural and urban areas

Abstract Rotavirus is the main infective agent of acute gastroenteritis (AGE) in children under the age of five years and causing significant morbidity as well as mortality throughout the world. The study was carried out to detect the prevalence rate, genotypes strain and risk factors of Rotavirus among the children of rural and urban areas of district Bannu Khyber Pakhtunkhwa Pakistan. A total of 180 stool samples were collected from children under the age of 5 years from two major hospitals of Bannu from January to December (2015). The samples were analyzed by Reverse-transcriptase Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) for the detection of Rotavirus, positive samples were further processed for genotyping (G and P type) through specific PCR. Of the total, 41 (23%) samples were positive for Rotavirus. The most prevalent G genotypes found were: G3, G8, G9 (each 29%), followed by G10 (15%), and G11 (10%). Whereas the prevalent P genotypes were: P-8 (25%), P-4 and P-10 (each 20%), P-9 (15%), followed by P-6 and P-11 (each 10%). Moreover, Rotavirus infection was more prevalent in summer (23.73%) and winter (22.7%) than spring (20%) and autumn (21.4%). Rotavirus infection exhibited high frequency in June (14%), October (8%) and November (6%). It is concluded that Rotavirus is more prevalent in children and various genotypes (G and P) of Rotavirus are present in the study area. Lack of studies, awareness and rarer testing of Rotavirus are the principal reasons of virus prevalence in district Bannu, Pakistan.

Resumo O rotavírus é o principal agente infeccioso da gastroenterite aguda (AGE) em crianças menores de 5 anos e causa de morbidade e mortalidade significativas em todo o mundo. O estudo foi realizado para detectar a taxa de prevalência, cepa de genótipos e fatores de risco de rotavírus entre as crianças de áreas rurais e urbanas do distrito de Bannu Khyber Pakhtunkhwa, Paquistão. Um total de 180 amostras de fezes foi coletada de crianças menores de 5 anos de dois grandes hospitais de Bannu de janeiro a dezembro (2015). As amostras foram analisadas por reação em cadeia da polimerase transcriptase reversa (RT-PCR) para detecção de rotavírus; as amostras positivas foram posteriormente processadas para genotipagem (tipo G e P) através de PCR específica. Do total, 41 (23%) amostras foram positivas para rotavírus. Os genótipos G mais prevalentes encontrados foram: G3, G8, G9 (cada 29%), seguidos de G10 (15%) e G11 (10%). Considerando que os genótipos P prevalentes foram: P-8 (25%), P-4 e P-10 (cada 20%), P-9 (15%), seguido por P-6 e P-11 (cada 10%). Além disso, a infecção por rotavírus foi mais prevalente no verão (23,73%) e inverno (22,7%) do que na primavera (20%) e no outono (21,4%). A infecção por rotavírus apresentou alta frequência em junho (14%), outubro (8%) e novembro (6%). Conclui-se que o rotavírus é mais prevalente em crianças e vários genótipos (G e P) do rotavírus estão presentes na área de estudo. A falta de estudos, conhecimento e testes mais raros de rotavírus são as principais razões da prevalência do vírus no distrito de Bannu, Paquistão.

Biodegradation of petroleum by bacteria isolated from fishes of Indian Ocean / Biodegradação do petróleo por bactérias isoladas de peixes do oceano Índico

In this study, oil degrading bacteria discovered from fish living near the oil ports at Karachi in Pakistan were characterized. The bacteria isolated from skin, gills, and gut in fish could consume crude oil as a source of carbon and energy. Total 36 isolates were tested using Nutrient Agar (NA) and MSA media with different crude oil concentrations (0.2%, 0.5%, 0.7%, 1%, 2%, and 5%) and 4 out of 36 isolates (two Gram positive and two Gram negative bacteria) were selected for further identification. 16S rRNA gene sequencing revealed that the isolates are related to Bacillus velezensis, Bacillus flexus, Pseudomonas brenneri and Pseudomonas azotoforman. Oil degrading potential of these bacteria was characterized by GC-MS analysis of degradation of oil components in crude oil as well as engine oil. We found that one (2, 6, 10, 14-Tetramethylpentadecane) out of 42 components in the crude oil was fully eliminated and the other oil components were reduced. In addition, 26 out of 42 oil components in the engine oil, were fully eliminated and the rest were amended. Taken together, these studies identify that B. velezensis, B. flexus, P. brenneri and P. azotoforman have high oil degrading potential, which may be useful for degradation of oil pollutants and other commercial applications.

Neste estudo, bactérias degradadoras de óleo descobertas em peixes que vivem perto dos portos de petróleo em Karachi, no Paquistão, foram caracterizadas. As bactérias isoladas da pele, guelras e intestinos dos peixes podem consumir petróleo bruto como fonte de carbono e energia. No total, 36 isolados foram testados usando Agar Nutriente (NA) e meio MSA com diferentes concentrações de óleo bruto (0,2%, 0,5%, 0,7%, 1%, 2% e 5%) e 4 de 36 isolados (dois Gram positivos e duas bactérias Gram negativas) foram selecionadas para posterior identificação. O sequenciamento do gene 16S rRNA revelou que os isolados estão relacionados a Bacillus velezensis, Bacillus flexus, Pseudomonas brenneri e Pseudomonas azotoforman. O potencial de degradação do óleo dessas bactérias foi caracterizado pela análise de GC-MS da degradação dos componentes do óleo no óleo cru, bem como no óleo do motor. Descobrimos que um (2, 6, 10, 14-tetrametilpentadecano) de 42 componentes do óleo cru foi totalmente eliminado e os outros componentes do óleo foram reduzidos. Além disso, 26 dos 42 componentes do óleo do motor foram totalmente eliminados e o restante corrigido. Juntos, esses estudos identificam que B. velezensis, B. flexus, P. brenneri e P. azotoforman têm alto potencial de degradação de óleo, o que pode ser útil para a degradação de poluentes de óleo e outras aplicações comerciais.

Biodegradation of petroleum by bacteria isolated from fishes of Indian Ocean

Abstract In this study, oil degrading bacteria discovered from fish living near the oil ports at Karachi in Pakistan were characterized. The bacteria isolated from skin, gills, and gut in fish could consume crude oil as a source of carbon and energy. Total 36 isolates were tested using Nutrient Agar (NA) and MSA media with different crude oil concentrations (0.2%, 0.5%, 0.7%, 1%, 2%, and 5%) and 4 out of 36 isolates (two Gram positive and two Gram negative bacteria) were selected for further identification. 16S rRNA gene sequencing revealed that the isolates are related to Bacillus velezensis, Bacillus flexus, Pseudomonas brenneri and Pseudomonas azotoforman. Oil degrading potential of these bacteria was characterized by GC-MS analysis of degradation of oil components in crude oil as well as engine oil. We found that one (2, 6, 10, 14-Tetramethylpentadecane) out of 42 components in the crude oil was fully eliminated and the other oil components were reduced. In addition, 26 out of 42 oil components in the engine oil, were fully eliminated and the rest were amended. Taken together, these studies identify that B. velezensis, B. flexus, P. brenneri and P. azotoforman have high oil degrading potential, which may be useful for degradation of oil pollutants and other commercial applications.

Resumo Neste estudo, bactérias degradadoras de óleo descobertas em peixes que vivem perto dos portos de petróleo em Karachi, no Paquistão, foram caracterizadas. As bactérias isoladas da pele, guelras e intestinos dos peixes podem consumir petróleo bruto como fonte de carbono e energia. No total, 36 isolados foram testados usando Agar Nutriente (NA) e meio MSA com diferentes concentrações de óleo bruto (0,2%, 0,5%, 0,7%, 1%, 2% e 5%) e 4 de 36 isolados (dois Gram positivos e duas bactérias Gram negativas) foram selecionadas para posterior identificação. O sequenciamento do gene 16S rRNA revelou que os isolados estão relacionados a Bacillus velezensis, Bacillus flexus, Pseudomonas brenneri e Pseudomonas azotoforman. O potencial de degradação do óleo dessas bactérias foi caracterizado pela análise de GC-MS da degradação dos componentes do óleo no óleo cru, bem como no óleo do motor. Descobrimos que um (2, 6, 10, 14-tetrametilpentadecano) de 42 componentes do óleo cru foi totalmente eliminado e os outros componentes do óleo foram reduzidos. Além disso, 26 dos 42 componentes do óleo do motor foram totalmente eliminados e o restante corrigido. Juntos, esses estudos identificam que B. velezensis, B. flexus, P. brenneri e P. azotoforman têm alto potencial de degradação de óleo, o que pode ser útil para a degradação de poluentes de óleo e outras aplicações comerciais.

Biodegradation of petroleum by bacteria isolated from fishes of Indian Ocean / Biodegradação do petróleo por bactérias isoladas de peixes do oceano Índico

In this study, oil degrading bacteria discovered from fish living near the oil ports at Karachi in Pakistan were characterized. The bacteria isolated from skin, gills, and gut in fish could consume crude oil as a source of carbon and energy. Total 36 isolates were tested using Nutrient Agar (NA) and MSA media with different crude oil concentrations (0.2%, 0.5%, 0.7%, 1%, 2%, and 5%) and 4 out of 36 isolates (two Gram positive and two Gram negative bacteria) were selected for further identification. 16S rRNA gene sequencing revealed that the isolates are related to Bacillus velezensis, Bacillus flexus, Pseudomonas brenneri and Pseudomonas azotoforman. Oil degrading potential of these bacteria was characterized by GC-MS analysis of degradation of oil components in crude oil as well as engine oil. We found that one (2, 6, 10, 14-Tetramethylpentadecane) out of 42 components in the crude oil was fully eliminated and the other oil components were reduced. In addition, 26 out of 42 oil components in the engine oil, were fully eliminated and the rest were amended. Taken together, these studies identify that B. velezensis, B. flexus, P. brenneri and P. azotoforman have high oil degrading potential, which may be useful for degradation of oil pollutants and other commercial applications.

Neste estudo, bactérias degradadoras de óleo descobertas em peixes que vivem perto dos portos de petróleo em Karachi, no Paquistão, foram caracterizadas. As bactérias isoladas da pele, guelras e intestinos dos peixes podem consumir petróleo bruto como fonte de carbono e energia. No total, 36 isolados foram testados usando Agar Nutriente (NA) e meio MSA com diferentes concentrações de óleo bruto (0,2%, 0,5%, 0,7%, 1%, 2% e 5%) e 4 de 36 isolados (dois Gram positivos e duas bactérias Gram negativas) foram selecionadas para posterior identificação. O sequenciamento do gene 16S rRNA revelou que os isolados estão relacionados a Bacillus velezensis, Bacillus flexus, Pseudomonas brenneri e Pseudomonas azotoforman. O potencial de degradação do óleo dessas bactérias foi caracterizado pela análise de GC-MS da degradação dos componentes do óleo no óleo cru, bem como no óleo do motor. Descobrimos que um (2, 6, 10, 14-tetrametilpentadecano) de 42 componentes do óleo cru foi totalmente eliminado e os outros componentes do óleo foram reduzidos. Além disso, 26 dos 42 componentes do óleo do motor foram totalmente eliminados e o restante corrigido. Juntos, esses estudos identificam que B. velezensis, B. flexus, P. brenneri e P. azotoforman têm alto potencial de degradação de óleo, o que pode ser útil para a degradação de poluentes de óleo e outras aplicações comerciais.